DE69927780T2 - Plasma processing device and tool for impedance measurement - Google Patents

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plasmabehandlungsanlage.The The present invention relates to a plasma treatment plant.

Die in 12 gezeigte Plasmabehandlungsanlage war vordem als Plasmabehandlungsanlage bekannt.In the 12 The plasma treatment plant shown was previously known as a plasma treatment plant.

In der Plasmabehandlungsanlage ist eine Abgleichschaltung zwischen einer Hochfrequenzleistungsquelle 1 und einer Plasmaanregungselektrode 4 vorgesehen. Die Abgleichschaltung ist eine Schaltung zum Abgleichen der Impedanz zwischen dieser Hochfrequenzleistungsquelle 1 und der Plasmaanregungselektrode 4.In the plasma processing plant, there is a matching circuit between a high-frequency power source 1 and a plasma excitation electrode 4 intended. The trimming circuit is a circuit for equalizing the impedance between this high frequency power source 1 and the plasma excitation electrode 4 ,

Die Hochfrequenzleistung wird von der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zu der Plasmaanregungselektrode 4 im Wege einer Abgleichschaltung und durch eine Einspeisungsplatte 3 zugeführt.The high frequency power is from the high frequency power source 1 to the plasma excitation electrode 4 by means of a balancing circuit and by a feed plate 3 fed.

Diese Abgleichschaltung und die Einspeisungsplatte 3 sind in einem Abgleichkasten 2 enthalten, der aus einem Gehäuse 21 gebildet ist, das aus leitfähigem Material besteht.This balancing circuit and the feed plate 3 are in a matchbox 2 included, from a housing 21 is formed, which consists of conductive material.

Eine Duschplatte 5 mit einer Anzahl von Löchern 7 ist unter der Plasmaanregungselektrode (Kathode) 4 vorgesehen, und ein Raum 6 ist durch die Plasmaanregungselektrode 4 und die Duschplatte 5 definiert. Ein Gasführungsrohr 17 ist zu dem Raum 6 vorgesehen. Von dem Gasführungsrohr 17 eingeführtes Gas wird einer durch eine Kammerwand 10 definierten Kammer 60 durch die Löcher 7 der Duschplatte 5 zugeführt. 9 bezeichnet einen Isolator zum Isolieren zwischen der Kammerwand 10 und der Plasmaanregungselektrode (Kathode) 4. Ein Abgassystem ist in dieser Zeichnung weggelassen.A shower plate 5 with a number of holes 7 is below the plasma excitation electrode (cathode) 4 provided, and a room 6 is through the plasma excitation electrode 4 and the shower plate 5 Are defined. A gas guide tube 17 is to the room 6 intended. From the gas guide tube 17 introduced gas becomes one through a chamber wall 10 defined chamber 60 through the holes 7 the shower plate 5 fed. 9 denotes an insulator for isolation between the chamber wall 10 and the plasma excitation electrode (cathode) 4 , An exhaust system is omitted in this drawing.

Andererseits ist in der Kammer 60 eine Waferaufnahme (Aufnahmeelektrode) 8, die auch als eine Plasmaanregungselektrode mit einer daran angeordneten Basisplatte 16 dient, vorgesehen, und eine Aufnahmeabschirmung 12 ist an der Peripherie der Waferaufnahme 8 vorgesehen. Die Waferaufnahme 8 und die Aufnahmeabschirmung 12 sind mittels eines Balgs 11 vertikal bewegbar, so dass der Abstand zwischen den Plasmaanregungselektroden 4 und 8 anpassbar ist.On the other hand, in the chamber 60 a wafer holder (receiving electrode) 8th Also referred to as a plasma excitation electrode having a base plate disposed thereon 16 serves, provided, and a receiving shield 12 is at the periphery of the wafer holder 8th intended. The wafer shot 8th and the receiving shield 12 are by means of a bellows 11 vertically movable, so that the distance between the plasma excitation electrodes 4 and 8th is customizable.

Die zweite Hochfrequenzquelle 15 ist mit der Waferaufnahme 8 über die in einem Abgleichkasten 14 enthaltene Abgleichschaltung verbunden. Das Gleichspannungspotential der Kammer ist gleich demjenigen der Aufnahmeabschirmung 12.The second high frequency source 15 is with the wafer holder 8th about in a matchbox 14 included matching circuit connected. The DC potential of the chamber is equal to that of the shield 12 ,

Eine weitere herkömmliche Plasmabehandlungsanlage ist in 14 gezeigt.Another conventional plasma treatment plant is in 14 shown.

Die in 12 gezeigte Plasmabehandlungsanlage ist eine sog. Plasmabehandlungsanlage vom Doppelwellenanregungstyp, andererseits ist die in 14 gezeigte Plasmabehandlungsanlage eine Plasmabehandlungsanlage vom Einzelwellenanregungstyp. Im Detail wird die Hochfrequenzleistung nur der Kathode 4 zugeführt, und die Aufnahmeelektrode 8 ist geerdet. Es gibt keine Hochfrequenzleistungsquelle 15 und keinen in 12 gezeigten Abgleichkasten 14. Das Gleichspannungspotential der Aufnahmeelektrode 8 ist gleich demjenigen der Kammerwand 10.In the 12 shown plasma treatment plant is a so-called. Plasma treatment plant of the double-wave excitation type, on the other hand, the in 14 shown plasma treatment plant a plasma treatment plant of the single-wave excitation type. In detail, the high frequency power becomes only the cathode 4 supplied, and the receiving electrode 8th is grounded. There is no high frequency power source 15 and none in 12 balance box shown 14 , The DC potential of the recording electrode 8th is equal to that of the chamber wall 10 ,

Noch eine weitere herkömmliche Plasmabehandlungsanlage ist in 15 gezeigt. In der in 15 gezeigten Plasmabehandlungsanlage. gibt es keine Duschplatte, und die als Plasmaanregungselektrode dienende Kathode 4 ist derart angeordnet, dass sie direkt auf die Waferaufnahme 8 gerichtet ist. Eine Abschirmung 20 ist an der Rückseitenperipherie der Kathode 4 vorgesehen. Diese Plasmabehandlungsanlage hat, abgesehen von den o.g. Punkten, denselben Aufbau wie die in 12 gezeigte.Yet another conventional plasma treatment plant is in 15 shown. In the in 15 shown plasma treatment plant. there is no shower plate and the cathode serving as the plasma excitation electrode 4 is arranged so that it directly on the wafer holder 8th is directed. A shield 20 is at the backside periphery of the cathode 4 intended. This plasma treatment plant has, apart from the above points, the same structure as in 12 . shown

Ferner ist eine weitere herkömmliche Plasmabehandlungsanlage in 16 gezeigt. Obwohl die in 15 gezeigte Plasmabehandlungsanlage eine Plasmabehandlungsanlage vom sog. Doppelwellenanregungstyp ist, ist andererseits die in 16 gezeigte Plasmabehandlungsanlage eine Plasmabehand lungsanlage vom Einzelwellenanregungstyp. Im Detail wird die Hochfrequenzleistung nur der Kathode 4 zugeführt, und die Aufnahmeelektrode 8 ist geerdet. Es gibt keine Hochfrequenzleistungsquelle 15 und keinen in 15 gezeigten Abgleichkasten 14. Das Gleichspannungspotential der Aufnahmeelektrode 8 ist gleich demjenigen der Kammerwand 10.Further, another conventional plasma treatment plant is in 16 shown. Although the in 15 On the other hand, the plasma treatment plant shown in FIG. 1 is a plasma treatment plant of the so-called double-wave excitation type 16 shown plasma treatment plant a plasma treatment plant single-wave excitation type. In detail, the high frequency power becomes only the cathode 4 supplied, and the receiving electrode 8th is grounded. There is no high frequency power source 15 and none in 15 balance box shown 14 , The DC potential of the recording electrode 8th is equal to that of the chamber wall 10 ,

Es wurde jedoch als das Ergebnis einer detaillierten Studie der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage herausgefunden, dass der Leistungswirkungsgrad (Verhältnis der in dem Plasma verbrauchten Leistung zu der einer Plasmaanregungselektrode 4 zugeführten Leistung) nicht notwendigerweise hoch ist, und insbesondere sinkt der Leistungswirkungsgrad erheblich, wenn die von einer Hochfrequenzleistungsquelle zugeführte Frequenz ansteigt. Es wurde auch durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass die Abnahme der Effizienz erheblicher wird, wenn die Größe der Basisplatte zunimmt.However, it has been found as the result of a detailed study of the conventional plasma processing equipment that the power efficiency (ratio of the power consumed in the plasma to that of a plasma excitation electrode 4 supplied power) is not necessarily high, and in particular, the power efficiency significantly decreases as the frequency supplied from a high-frequency power source increases. It has also been found by the inventors of the present invention that the decrease in efficiency becomes more significant as the size of the base plate increases.

Bei der in 12, 14, 15 und 16 gezeigten herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage ist die Impedanz der Aufnahme (Impedanz zwischen der Aufnahme und der Kammer) hoch, und die Impedanz steigt stärker, wenn die Frequenz der von der Hochfrequenzleistungsquelle 1 oder 15 zugeführten Hochfrequenzleistung steigt. Mit anderen Worten hängt die Impedanz von der Frequenz ab. Als Ergebnis sinkt der Hochfrequenzstrom des Plasmas, der mit der Impedanz der Aufnahme verbunden ist, und der Leistungswirkungsgrad sinkt erheblich, wenn die Frequenz der von der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zugeführten Hochfrequenzleistung zunimmt.At the in 12 . 14 . 15 and 16 As shown in the conventional plasma processing apparatus, the impedance of the recording (impedance between the recording and the chamber) is high, and the impedance increases more as the frequency of the high-frequency power source increases 1 or 15 supplied high-frequency power increases. In other words, the impedance depends on the Fre from. As a result, the high frequency current of the plasma associated with the impedance of the receptacle decreases, and the power efficiency drops significantly as the frequency of the high frequency power source decreases 1 supplied high-frequency power increases.

Der Leistungswirkungsgrad wird durch ein Verfahren geprüft, wie es hierin im Anschluss beschrieben wird.

  • (1) Die Kammerwand der Plasmabehandlungsanlage wird durch eine Ersatzschaltung ersetzt, die eine konzentrierte Konstantschaltung aufweist.
  • (2) Konstanten der Schaltungen werden durch Messen der Impedanz von Kammerkomponenten mittels eines Impedanzmessgeräts bestimmt.
  • (3) Die Impedanz der gesamten Kammer während der Entladung wird gemessen durch Verwendung der Beziehung, dass die Impedanz der gesamten Kammer während der Entladung in komplexer Konjugation zu der Impedanz des Abgleichkastens ist, der mit einer fiktiven Belastung (Dummy-Last) von 50 Ω an der Eingangsseite vorgesehen ist.
  • (4) Der Plasmaraum wird als eine Serienschaltung eines Widerstands R und einer Kapazität C angesehen, und Konstanten werden aus den in (2) und (3) erhaltenen Werten berechnet.
  • (5) Basierend auf dem Ersatzschaltungsmodell der Kammer während der Entladung, das mittels des o.g. Verfahrens erhalten wird, wird die Schaltungsberechnung durchgeführt und der Leistungswirkungsgrad abgeleitet.
The power efficiency is tested by a method as described below.
  • (1) The chamber wall of the plasma processing machine is replaced by an equivalent circuit having a concentrated constant circuit.
  • (2) Constants of the circuits are determined by measuring the impedance of chamber components by means of an impedance meter.
  • (3) The impedance of the entire chamber during the discharge is measured by using the relationship that the impedance of the entire chamber during discharge is in complex conjugation with the impedance of the matching box having a dummy load of 50 Ω is provided on the input side.
  • (4) The plasma space is regarded as a series connection of a resistance R and a capacitance C, and constants are calculated from the values obtained in (2) and (3).
  • (5) Based on the equivalent circuit model of the chamber during the discharge obtained by the above-mentioned method, the circuit calculation is performed and the power efficiency is derived.

Wie hierin zuvor beschrieben, ist die herkömmliche Plasmabehandlungsanlage insofern nachteilig, als die Filmbildungsgeschwindigkeit aufgrund geringen Leistungswirkungsgrads gering ist und schwierig ist, einen Isolationsfilm mit hoher dielektrischer Festigkeit zu bilden, wenn ein Isolationsfilm gebildet wird.As hereinbefore described is the conventional plasma treatment plant disadvantageous in that the film forming speed is due to Low power efficiency is low and difficult, one Insulation film with high dielectric strength to form, if an insulation film is formed.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den Grund des geringen Leistungswirkungsgrads studiert. Als Ergebnis wurde der hierin im Anschluss beschriebene Grund des geringen Leistungswirkungsgrads gefunden.The Inventors of the present invention have the reason of the low Power efficiency studied. As a result, the herein in the Connection described reason of low power efficiency found.

Im Detail wird, auf der Seite der Aufnahmeelektrode 8 der in 12 gezeigten herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage, wie durch einen in 13, die eine vergrößerte Ansicht der in 12 gezeigten Aufnahmeelektrode 8 ist, gezeigten Pfeil gezeigt, die Hochfrequenzleistung von der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zu einem Koaxialkabel, der Abgleichschaltung, der Einspeisungsplatte 3 und der Plasmaanregungselektrode (Kathode) 4 zugeführt. Für den Fall, dass der Weg des Hochfrequenzstroms betrachtet wird, durchläuft der Strom andererseits den Plasmaraum (Kammer 60) durch diese Komponenten, und die andere Elektrode (Aufnahmeelektrode) 8, den vertikalen Teil der Abschirmung 12, die Balge 11, den Boden 10b der Kammerwand 10 und die Seitenwand 10s der Seitenwand 10. Dann durchläuft der Strom das Gehäuse des Abgleichkastens 2 und kehrt zur Erdung der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zurück.In detail, on the side of the receiving electrode 8th the in 12 shown conventional plasma treatment plant, as by a in 13 which has an enlarged view of the in 12 shown receiving electrode 8th The arrow shown, shows the high frequency power from the high frequency power source 1 to a coaxial cable, the matching circuit, the feed plate 3 and the plasma excitation electrode (cathode) 4 fed. On the other hand, if the path of the high-frequency current is considered, the current passes through the plasma chamber (chamber 60 ) through these components, and the other electrode (receiving electrode) 8th , the vertical part of the shield 12 , the bellows 11 , the ground 10b the chamber wall 10 and the side wall 10s the side wall 10 , Then the current passes through the housing of the calibration box 2 and returns to the ground of the high frequency power source 1 back.

Bei der in 14 gezeigten Plasmabehandlungsanlage wird die Hochfrequenzleistung der Hochfrequenzleistungsquelle 1 durch das Koaxialkabel, die Abgleichschaltung und die Einspeisungsplatte 3 und zu der Kathode 4 geführt. Für den Fall, dass der Weg des Hochfrequenzstroms befrachtet wird, verläuft der Strom andererseits zu dem Plasmaraum durch diese Komponenten, weiter zu der anderen Elektrode (Aufnahmeelektrode) 8, der Welle 13, dem Boden 10b der Kammerwand 10 und der Seitenwand 10s der Kammerwand 10. Dann verläuft der Strom durch das Gehäuse des Abgleichkastens 2 und kehrt zur Erdung der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zurück.At the in 14 shown plasma treatment plant is the high frequency power of the high frequency power source 1 through the coaxial cable, the matching circuit and the feed plate 3 and to the cathode 4 guided. On the other hand, in the case where the path of the high-frequency current is loaded, the current flows to the plasma space through these components, to the other electrode (receiving electrode). 8th , the wave 13 , the floor 10b the chamber wall 10 and the side wall 10s the chamber wall 10 , Then the current passes through the housing of the calibration box 2 and returns to the ground of the high frequency power source 1 back.

Bei der in 12 und in 14 gezeigten herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage sind jedoch der durch den vertikalen Teil der Abschirmung 12 verlaufende Strom und der durch die Kammerseitenwand 10s rückkehrende Strom in paralleler Beziehung, weil die Welle 13 (oder der vertikale Teil der Abschirmung 12 der Aufnahmeelektrode 8) parallel zu der Kammerseitenwand 10s ist, und die parallele Beziehung führt zu einer gesteigerten Gegeninduktivität. Als Ergebnis ist der Leistungswirkungsgrad gesenkt, und die Filmbildungsgeschwindigkeit ist reduziert, oder die Filmqualität ist verschlechtert. Der Einfluss der Gegeninduktivität ist größer, wenn die Basisplatte 16 größer ist und wenn dementsprechend der Abstand zwischen der Einspeisungsplatte 3 und dem Gehäuse des Abgleichkastens 2 größer ist, und der Einfluss ist insbesondere in dem Fall der Basisplattengröße von 80 bis 100 cm erheblich.At the in 12 and in 14 however, the conventional plasma processing equipment shown is that through the vertical part of the shield 12 running current and the through the chamber side wall 10s returning stream in parallel relationship because the wave 13 (or the vertical part of the shield 12 the receiving electrode 8th ) parallel to the chamber side wall 10s and the parallel relationship results in increased mutual inductance. As a result, the power efficiency is lowered, and the film-forming speed is reduced or the film quality is deteriorated. The influence of mutual inductance is greater when the base plate 16 is larger and if accordingly the distance between the feed plate 3 and the housing of the matching box 2 is larger, and the influence is remarkable especially in the case of the base plate size of 80 to 100 cm.

Ein solcher Befund zusammen mit dem o.g. Problem wurde erstmals durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung aufgefunden.One such finding together with the o.g. Problem was first through found the inventors of the present invention.

Die vorliegende Erfindung entstand bei einem Versuch, das o.g. Problem zu lösen, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Plasmabehandlungsanlage mit einer kleinen Suszeptanzimpedanz mit geringer Frequenzabhängigkeit und hohem Leistungswirkungsgrad bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Film exzellenter Qualität bei einer Filmbildungsgeschwin digkeit höher derjenigen der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage zu bilden.The The present invention arose in an attempt, the o.g. problem to solve, and it is the object of the present invention to provide a plasma treatment plant with a small susceptance impedance with low frequency dependence and to provide high power efficiency that is capable is a film of excellent quality at a film forming speed higher of those the conventional one To form plasma treatment plant.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Plasmabehandlungsanlage vor, die eine Hochfrequenzleistungsquelle, eine Plasmaanregungselektrode, eine Aufnahmeelektrode, eine Aufnahmeabschirmung und eine eine Kammerwand aufweisende Kammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwand und die Aufnahmeabschirmung auf demselben Gleichspannungspotential sind wie die Kammer und wechselspannungskurzgeschlossen sind.The present invention provides a plasma treatment plant comprising a high-frequency power source, a plasma excitation electrode, a receiving electrode, a receiving shield and a chamber wall having chamber, characterized in that the chamber wall and the receiving shield are at the same DC potential as the chamber and AC are short-circuited.

Eine solche Kurzschlussstruktur ermöglicht einem Hochfrequenzstrom, den kurzgeschlossenen Teil zu durchlaufen, wobei die Gegeninduktivität mit der Kammerwand kleiner ist als der vertikale Teil der Elektrode. Die Gegeninduktivität des Hochfrequenzstrompfads ist reduziert, und der Wirkungsgrad der dem Pfad zugeführten Hochfrequenzleistung ist signifikant verbessert.A such short circuit structure allows one High-frequency current to pass through the short-circuited part, wherein the mutual inductance with the chamber wall is smaller than the vertical part of the electrode. The mutual inductance of the high frequency current path is reduced, and the efficiency of the Path supplied High frequency performance is significantly improved.

Es ist notwendig, dass der o.g. kurzgeschlossene Teil sich so nahe wie möglich an der Kammerwand befindet, um die Gegeninduktivität effektiv zu reduzieren, der kurzgeschlossene Teil befindet sich wünschenswerterweise innerhalb einer Länge von 500 mm von der Kammerwandseite in horizontaler Richtung.It it is necessary that the o.g. shorted part is so close as possible located on the chamber wall to the mutual inductance effectively to reduce, the short-circuited part is desirably within a length of 500 mm from the chamber wall side in the horizontal direction.

Ferner befindet sich der kurzgeschlossene Teil der Kammerseite wünschenswerterweise innerhalb einer Länge von 500 mm von der Kammerseitenwand in der horizontalen Richtung aus dem gleichen hierin zuvor beschriebenen Blickpunkt.Further the shorted part of the chamber side is desirably within a length of 500 mm from the chamber side wall in the horizontal direction from the same viewpoint described hereinabove.

Um den Hochfrequenzwiderstand des Pfads des Hochfrequenzstroms durch den o.g. kurzgeschlossenen Teil zu reduzieren, um den Leistungsverlust durch den kurzgeschlossenen Teil zu reduzieren, weist der o.g. kurzgeschlossene Teil eine Mehrzahl kurzgeschlossener Teile auf.Around the high frequency resistance of the path of the high frequency current through the o.g. shorted part to reduce the power loss by reducing the shorted part, the o.g. shorted Part of a plurality of short-circuited parts.

Vorzugsweise sind eine Kammerwand und eine Abschirmung einer Elektrode desselben Gleichspannungspotentials wie die Kammer wechselspannungskurzgeschlossen. Der o.g. kurzgeschlossene Teil ist vorzugsweise derart an geordnet, dass der Kurzschlusspunkt sich etwa am Punkt symmetrisch in Bezug auf das Zentrum der Elektrode befindet, und dadurch wird der Weg, an dem der Hochfrequenzstrom fließt, vergleichmäßigt, und der Plasmabehandlungseffekt wird gleichmäßig an einem zu behandelnden Objekt, das sich am Zentrum der Elektrode befindet, verteilt.Preferably are a chamber wall and a shield of an electrode thereof DC potential as the chamber short-circuited. The o.g. short-circuited part is preferably arranged on such, that the short-circuit point is approximately symmetrical with respect to the point located on the center of the electrode, and thereby the way where the high-frequency current flows, evened, and the plasma treatment effect is uniform on a treatment Object, which is located at the center of the electrode, distributed.

Der o.g. kurzgeschlossene Teil ist vorzugsweise derart angeordnet, dass sich der Kurzschlusspunkt etwa am Punkt symmetrisch in Bezug auf das Zentrum der Abschirmung befindet, und dadurch wird der Pfad, an dem der Hochfrequenzstrom fließt, vereinheitlicht, und der Plasmabehandlungseffekt wird gleichmäßig an einem zu behandelnden Objekt, das sich am Zentrum der Elektrode befindet, verteilt.Of the above-mentioned shorted part is preferably arranged such that the short-circuit point is approximately symmetrical with respect to the point the center of the shield is located, and thereby the path, at which the high frequency current flows, unifies, and the Plasma treatment effect will be uniform on one to be treated Object, which is located at the center of the electrode, distributed.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft beschrieben unter Bezugnahme auf die begleitenden, schematischen Zeichnungen, bei denen 1 eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der ersten Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage ist.Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying diagrammatic drawings, in which: FIG 1 is a cross-sectional view of a plasma treatment plant according to the first embodiment of a plasma treatment plant.

2 ist eine vergrößerte Ansicht der Struktur nahe einer Aufnahmeelektrode. 2 is an enlarged view of the structure near a receiving electrode.

3A ist eine Teilseitenansicht einer Maschenmetallplatte (mesh), und 3B ist eine Draufsicht der Maschenmetallplatte. 3A is a partial side view of a mesh plate, and 3B is a plan view of the mesh metal plate.

4A und 4B sind Graphen, um das Messergebnis gemäß der ersten Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage und eines herkömmlichen Beispiels zu zeigen. 4A and 4B are graphs to show the measurement result according to the first embodiment of the plasma processing equipment and a conventional example.

5 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der zweiten Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage. 5 is a cross-sectional view of a plasma processing plant according to the second embodiment of the plasma treatment plant.

6 ist ein Graph, um die Beziehung zwischen dem Abstand von einer Metallplatte zu einer Kammerwand und der Gegeninduktivität zu zeigen. 6 Fig. 12 is a graph to show the relationship between the distance from a metal plate to a chamber wall and the mutual inductance.

7 ist ein Graph, um den Einfluss der Anzahl vorgesehener Metallplatten zu zeigen. 7 is a graph to show the influence of the number of provided metal plates.

8 ist eine Querschnittansicht, um einen Teil einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der fünften Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage zu zeigen. 8th FIG. 12 is a cross-sectional view to show a part of a plasma processing equipment according to the fifth embodiment of the plasma processing equipment.

9 ist eine Querschnittansicht, um einen Teil einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der sechsten Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage zu zeigen. 9 FIG. 12 is a cross-sectional view to show a part of a plasma processing equipment according to the sixth embodiment of the plasma processing equipment.

10 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der siebten Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage. 10 FIG. 12 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to the seventh embodiment of the plasma processing apparatus. FIG.

11 ist eine Querschnittansicht, um eine Plasmabehandlungsanlage gemäß der achten Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage zu zeigen. 11 FIG. 12 is a cross-sectional view to show a plasma processing apparatus according to the eighth embodiment of the plasma processing apparatus.

12 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß einem herkömmlichen Beispiel. 12 FIG. 12 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a conventional example. FIG.

13 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 12 gezeigten Aufnahmeelektrode und deren Peripherie. 13 is a partially enlarged view of the in 12 shown receiving electrode and its periphery.

14 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß einem weiteren herkömmlichen Beispiel. 14 is a cross-sectional view of a plasma treatment plant according to another conventional example.

15 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß einem weiteren herkömmlichen Beispiel. 15 FIG. 12 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to another conventional example. FIG.

16 ist eine Querschnittansicht einer Plasmabehandlungsanlage gemäß einem weiteren herkömmlichen Beispiel. 16 FIG. 12 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to another conventional example. FIG.

(Erste Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage)(First Embodiment the plasma treatment plant)

1 zeigt eine Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage gemäß der Erfindung. Bei dieser Plasmabehandlungsanlage schließen Metallplatten 80a und 80b zwischen der Kammer 10 und der Abschirmung 12 der Elektrode mit demselben Gleichspannungspotential wie dasjenige der Kammer wechselspannungsmäßig kurz. 1 shows an embodiment of a plasma treatment plant according to the invention. In this plasma treatment plant close metal plates 80a and 80b between the chamber 10 and the shield 12 the electrode with the same DC potential as that of the chamber AC short.

2 zeigt die Einzelheiten der Seite der Waferaufnahmeelektrode 8. 2 shows the details of the side of the wafer receiving electrode 8th ,

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Kammer 10 und die Abschirmung 12 an zwei Stellen wechselspannungsmäßig kurzgeschlossen. Beide ersten Enden der jeweiligen Metallplatten 80a und 80b, die elastische Federn sind, sind mit den Kurzschlusspunkten B1 und B2 am Boden 10b der Kammer 10 verbunden, und die anderen Enden sind beide mit den Kurzschlusspunkten A1 und A2 an der Abschirmung 12 zum Kurzschließen verbunden. Die Kurzschlusspunkte B1 und B2 befinden sich nahe dem äußersten Rand der Abschirmung 12, so dass der Abstand zu der Seitenwand 10s der Kammerwand 10 so kurz wie möglich eingestellt ist. Mit anderen Worten sind die Kurzschlusspunkte B1 und B2 vorzugsweise an den nächsten Punkt oder nahe dem nächsten Punkt zu der Seitenwand 10s der Kammerwand 10 gesetzt.In the present embodiment, the chamber 10 and the shield 12 short-circuited at two points AC voltage. Both first ends of the respective metal plates 80a and 80b , which are elastic springs, are at the bottom with the shorting points B1 and B2 10b the chamber 10 connected, and the other ends are both with the shorting points A1 and A2 to the shield 12 connected for shorting. The shorting points B1 and B2 are near the outermost edge of the shield 12 so that the distance to the side wall 10s the chamber wall 10 set as short as possible. In other words, the shorting points B1 and B2 are preferably at the nearest point or near the next point to the sidewall 10s the chamber wall 10 set.

Inconel 625 (Markenname) wird vorzugsweise als das Material der Metallplatte aus dem Gesichtspunkt reduzierter Gasabgabe im Vakuum verwendet, und eine Metallplatte der Größe 20 mm × 40 cm × 0,3 mm wird in dieser Ausführungsform verwendet.Inconel 625 (Trade name) is preferably used as the material of the metal plate from the viewpoint of reduced gas discharge in a vacuum, and a metal plate of size 20 mm × 40 cm × 0.3 mm is used in this embodiment.

Obwohl ein Material in Plattenform bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, kann ein Material in Maschenform vorzugsweise verwendet werden. Material in Schildkrötenrückenform und Material in Gitterform, wie es in 3A gezeigt ist, kann unter Materialien in Maschenform vorzugsweise verwendet werden. Eine zylindrische Metallplatte in Maschenform ist vorzugsweise entlang der Peripherie der Aufnahmeabschirmung 12 angeordnet. 3B ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3, wobei Metallplatten aus einem Maschenwerk in Schildkrötenrückenform anstatt der Metallplatten 80a und 80b angeordnet sind. Eine Abgabe von Gas in die Kammer wird nicht gestört, und der Fluss von Hochfrequenzstrom wird vergleichmäßigt, weil die Metallplatte in Maschenform ist. Ferner ist das Maschenwerk in Schildkrötenrückenform elastisch und folgt einfach der vertikalen Bewegung der Balge.Although a plate material is used in the present embodiment, a mesh material may preferably be used. Turtle back material and lattice material, as in 3A can be preferably used among mesh materials. A cylindrical metal plate in a mesh shape is preferably along the periphery of the receiving shield 12 arranged. 3B Fig. 12 is a cross-sectional view taken along line 3-3, with metal plates in a tortoise-back meshed pattern instead of the metal plates 80a and 80b are arranged. Delivery of gas into the chamber is not disturbed and the flow of high frequency current is evened out because the metal plate is in mesh. Further, the turtle-back mesh is elastic and simply follows the vertical movement of the bladder.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Kurzschlusspunkte A1 und A2 an der Abschirmung 12 direkt oberhalb der Kurzschlusspunkte B1 und B2 gesetzt.In the present embodiment, the shorting points A1 and A2 are at the shield 12 set directly above the shorting points B1 and B2.

Bei der Plasmabehandlungsanlage der vorliegenden Ausführungsform wird die Hochfrequenzleistung von der Hochfrequenzleistungsquelle 1 dem Koaxialkabel, der Abgleichschaltung, der Einspeisungsplatte 3 und der Plasmaanregungselektrode (Kathode) 4 zugeführt. Diese Plasmabehandlungsanlage ist in diesem Punkt dieselbe wie die herkömmliche Plasmabehandlungsanlage. Was den Pfad des Hochfrequenzstroms anbelangt, durchläuft andererseits ein Strom den Plasmaraum (Kammer 60) durch diese Komponenten und durchläuft die andere Elektrode (Aufnahmeelektrode) 8, den horizontalen Teil der Abschirmung 12, die Metallplatten 80a und 80b, den Boden 10b der Kammerwand 10 und die Seitenwand 10s der Kammerwand 10. Dann durchläuft der Strom das Gehäuse des Abgleichkastens 2 und kehrt zur Erdung der Hochfrequenzleistungsquelle 1 zurück.In the plasma processing apparatus of the present embodiment, the high frequency power is output from the high frequency power source 1 the coaxial cable, the matching circuit, the feed plate 3 and the plasma excitation electrode (cathode) 4 fed. This plasma treatment plant is the same as the conventional plasma treatment plant in this point. On the other hand, as far as the path of the high frequency current is concerned, a current passes through the plasma chamber (chamber 60 ) through these components and passes through the other electrode (receiving electrode) 8th , the horizontal part of the shield 12 , the metal plates 80a and 80b , the ground 10b the chamber wall 10 and the side wall 10s the chamber wall 10 , Then the current passes through the housing of the calibration box 2 and returns to the ground of the high frequency power source 1 back.

Bei der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage durchläuft der Hochfrequenzstrom den vertikalen Teil der Abschirmung 12. Die Steigerung der Größe der Basisplatte 16 hat die Steigerung des Abstands zwischen der Abschirmung 12 und der Kammerwand zur Folge. Die Gegeninduktivität, die von einem Hochfrequenzstrom, der in der Abschirmung 12 und der Kammerseitenwand 10s fließt, bewirkt wird, steigt an, wenn der Abstand zwischen der Abschirmung 12 und der Kammerseitenwand 10s ansteigt, und als Ergebnis sinkt der Leistungswirkungsgrad. Daher wird die herkömmliche Plasmabehandlungsanlage, die eine Basisplatte großer Größe aufweist, unvermeidlich von einem geringen Leistungswirkungsgrad heimgesucht.In the conventional plasma treatment plant, the high-frequency current passes through the vertical part of the shield 12 , Increasing the size of the base plate 16 has the increase in the distance between the shield 12 and the chamber wall result. The mutual inductance produced by a high-frequency current in the shield 12 and the chamber side wall 10s flows, causes, increases when the distance between the shield 12 and the chamber side wall 10s increases, and as a result, the power efficiency decreases. Therefore, the conventional plasma processing machine having a large-size base plate inevitably encounters a low power efficiency.

Da der Hochfrequenzstrom die Metallplatten 80a und 80b, die sich näher der Kammerwand 10s befinden als der vertikale Teil der Abschirmung 12, durchläuft, ist andererseits die Gegeninduktivität erheblich reduziert, und der Leistungswirkungsgrad ist erheblich gesteigert.Because the high frequency current is the metal plates 80a and 80b , which are closer to the chamber wall 10s are considered the vertical part of the shield 12 On the other hand, the mutual inductance is significantly reduced and the power efficiency is significantly increased.

Ein aus Siliziumnitrid bestehender Isolierfilm wurde mittels der in 1 gezeigten Anlage und der in 12 gezeigten Anlage gebildet, und der Leistungswirkungsgrad wurde gemessen. Als Ergebnis war der Leistungswirkungsgrad der in 1 gezeigten Anlage doppelt so hoch wie derjenige der in 12 gezeigten Anlage.An insulating film made of silicon nitride was deposited by means of the in 1 shown plant and the in 12 formed unit, and the power efficiency was measured. As a result, the power efficiency was in 1 gezeig plant is twice as high as the one in 12 shown attachment.

Die Impedanz der Aufnahme wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt. 4A zeigt das Ergebnis, das durch die in 12 gezeigte (herkömmliche) Plasmabehandlungsanlage erhalten wurde, und 4B zeigt das Ergebnis, das durch die in 1 gezeigte Plasmabehandlungsanlage erhalten wurde.The impedance of the recording was measured. The results are in 4 shown. 4A shows the result obtained by the in 12 was obtained (conventional) plasma treatment plant, and 4B shows the result obtained by the in 1 shown plasma treatment plant was obtained.

Wie in 4 gezeigt, ist die Impedanz der Aufnahme der Plasmabehandlungsanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform viel kleiner als diejenige der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage, und auch die Frequenzabhängigkeit ist gering.As in 4 As shown in FIG. 2, the impedance of the reception of the plasma processing apparatus according to the present embodiment is much smaller than that of the conventional plasma processing apparatus, and also the frequency dependency is small.

(Zweite Ausführungsform der Plasmabehandlungsanlage)Second Embodiment the plasma treatment plant)

5 zeigt eine Plasmabehandlungsanlage gemäß der zweiten Ausführungsform. 5 shows a plasma treatment plant according to the second embodiment.

Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem Metallplatten 80a und 80b bei der in 14 gezeigten Plasmabehandlungsanlage, nämlich einer Plasmabehandlungsanlage vom Einzelwellenanregungstyp, vorgesehen sind.The present embodiment is an example in which metal plates 80a and 80b at the in 14 shown plasma treatment plant, namely a plasma treatment plant of the single-wave excitation type, are provided.

Im Detail schließen die Metallplatten 80a und 80b zwischen der Kammerwand 10 und der Elektrode (Aufnahmeelektrode) 8 mit demselben Gleichspan nungspotential wie die Kammer wechselspannungsmäßig kurz. Die vorliegende Ausführungsform ist dieselbe wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme des o.g. Punkts.In detail close the metal plates 80a and 80b between the chamber wall 10 and the electrode (receiving electrode) 8th with the same DC voltage potential as the chamber AC short. The present embodiment is the same as the first embodiment except the above point.

(Dritte Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)Third Embodiment a plasma treatment plant)

Bei dem vorliegenden Beispiel wird der Einfluss der Position, an der die Metallplatte vorgesehen ist, studiert.at In the present example, the influence of the position at which the metal plate is provided studied.

Im Detail befinden sich bei der in 1 gezeigten Anlage die Kurzschlusspunkte B1 und B2 der Metallplatte an der Kammerwand 10 direkt unter den Kurzschlusspunkten A1 und A2 der Metallplatte an der Abschirmung 12, und die Stärke der Gegeninduktivität ist bei Änderung des Abstands x von dem Kurzschlusspunkt zu der Kammerseitenwand 10s gemessen.In detail are in the in 1 shown system the shorting points B1 and B2 of the metal plate on the chamber wall 10 directly under the shorting points A1 and A2 of the metal plate on the shield 12 , and the strength of the mutual inductance is when the distance x from the short-circuit point to the chamber side wall changes 10s measured.

Das Ergebnis ist in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, beginnt die Induktivität von dem Abstand x von 500 mm an mit Verringern des Abstands x zu sinken, die Reduzierungsrate wird von etwa 350 mm an groß, und die Reduzierungsrate wird von etwa 200 mm an größer.The result is in 6 shown. As in 6 5, the inductance starts to decrease from the distance x of 500 mm with decreasing the distance x, the reduction rate becomes large from about 350 mm, and the reduction rate becomes larger from about 200 mm.

Demgemäß kann es bevorzugt sein, dass der Abstand zwischen dem Kurzschlusspunkt und der Kammerseitenwand 500 mm oder kürzer ist, der Abstand von 350 mm oder kürzer kann stärker bevorzugt sein, und der Abstand von 200 mm oder kürzer kann noch stärker bevorzugt sein. Der am stärksten bevorzugte Abstand ist der kürzeste Abstand von der Kammerseitenwand 10s oder nahe dem kürzesten Abstand.Accordingly, it may be preferable that the distance between the short-circuit point and the chamber side wall is 500 mm or shorter, the distance of 350 mm or shorter may be more preferable, and the distance of 200 mm or shorter may be more preferable. The most preferred distance is the shortest distance from the chamber sidewall 10s or near the shortest distance.

(Vierte Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)(Fourth Embodiment) a plasma treatment plant)

Der Einfluss der Anzahl von vorzusehenden Metallplatten wird studiert.Of the Influence of the number of metal plates to be provided is studied.

Im Detail wird die Stärke der Induktivität bei Änderung der Anzahl vorgesehener Metallplatten gemessen. Metallplatten sind etwa in Punktsymmetrie in Bezug auf das Zentrum der Abschirmung angeordnet.in the Detail becomes the strength the inductance at change the number of intended metal plates measured. Metal plates are roughly in point symmetry with respect to the center of the shield arranged.

Das Ergebnis ist in 7 gezeigt.The result is in 7 shown.

Wie in 7 gezeigt, nimmt die Induktivität mit Ansteigen der Anzahl von Metallplatten ab, die Reduzierungsrate ist jedoch gleich sowohl für vier Metallplatten als auch für acht Metallplatten. Mit anderen Worten sättigt die Induktivitätsreduzierung bei vier Metallplatten. Demgemäß können vier Metallplatten bevorzugt sein. Die Tatsache angehend, dass der Pfad des Hochfrequenzstroms gleichmäßig ist und das zu behandelnde Objekt, das im Zentrum der Elektrode angeordnet ist, einem Plasmabehandlungseffekt gleichmäßig unterzogen wird, wenn die rechteckige Elektrode verwendet wird, sind vier oder acht Metallplatten vorzugsweise vorgesehen.As in 7 The inductance decreases as the number of metal plates increases, but the reduction rate is the same for both four metal plates and eight metal plates. In other words, inductance reduction saturates four metal plates. Accordingly, four metal plates may be preferable. The fact that the path of the high-frequency current is uniform and the object to be treated disposed in the center of the electrode is uniformly subjected to a plasma treatment effect when the rectangular electrode is used, four or eight metal plates are preferably provided.

(Fünfte Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)Fifth Embodiment of Plasma Treatment Equipment

Die fünfte Ausführungsform ist in 8 gezeigt.The fifth embodiment is in 8th shown.

Das vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, bei dem eine Metallplatte 80a geneigt vorgesehen ist. Im Detail ist ein Ende der Metallplatte 80a an dem Punkt B1 an der Abschirmung 12, der sich der Kammerseitenwand am nächsten befindet, kurzgeschlossen, und das andere Ende der Metallplatte 80a ist an dem Punkt A1 an der Kammerseitenwand nicht direkt unter B1 kurzgeschlossen, und als Ergebnis ist die Metallplatte geneigt angeordnet. In dem Fall, dass eine Metallplatte 80a geneigt angeordnet ist, ist der Neigungswinkel θ vorzugsweise kleiner als 45°, um die Gegeninduktivität niedrig zu halten.The present example is an example in which a metal plate 80a is provided inclined. In detail is an end of the metal plate 80a at the point B1 on the shield 12 which is closest to the chamber sidewall, shorted, and the other end of the metal plate 80a is not short-circuited directly under B1 at the point A1 on the chamber side wall, and as a result, the metal plate is inclined. In the case of a metal plate 80a is inclined, the inclination angle θ is preferably smaller than 45 ° to keep the mutual inductance low.

Der Leistungswirkungsgrad der fünften Ausführungsform ist höher als derjenige der ersten Ausführungsform.Of the Power efficiency of the fifth embodiment is higher as that of the first embodiment.

(Sechste Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)Sixth Embodiment a plasma treatment plant)

9 zeigt die sechste Ausführungsform. 9 shows the sixth embodiment.

In dem vorliegenden Beispiel ist die Metallplatte 80a annähernd rechtwinklig zu der Kammerseitenwand 10s angeordnet, mit anderen Worten ist sie annähernd horizontal zu der Aufnahmeelektrode 8 angeordnet.In the present example, the metal plate 80a approximately perpendicular to the chamber side wall 10s arranged, in other words, it is approximately horizontal to the receiving electrode 8th arranged.

Der Leistungswirkungsgrad ist höher als derjenige der fünften Ausführungsform.Of the Power efficiency is higher as the one of the fifth Embodiment.

(Siebte Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)(Seventh Embodiment) a plasma treatment plant)

10 zeigt die siebte Ausführungsform. 10 shows the seventh embodiment.

Das vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, bei dem eine Metallplatte bei der in 15 gezeigten herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage vorgesehen ist.The present example is an example in which a metal plate at the in 15 provided conventional plasma treatment plant is provided.

Die vorliegende Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des o.g. Punkts. Die Plasmabehandlungsanlage gemäß dem vorliegenden Beispiel ist besser bei dem Leistungswirkungsgrad, der Filmbildungsgeschwindigkeit und der dielektrischen Festigkeit als die in 15 gezeigte herkömmliche Plasmabehandlungsanlage.The present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the above point. The plasma processing apparatus according to the present example is better in power efficiency, film forming speed, and dielectric strength than those in FIG 15 shown conventional plasma treatment plant.

(Achte Ausführungsform einer Plasmabehandlungsanlage)(Eighth embodiment a plasma treatment plant)

11 zeigt die achte Ausführungsform. 11 shows the eighth embodiment.

Das vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, bei dem eine Metallplatte bei der in 16 gezeigten herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage vorgesehen ist.The present example is an example in which a metal plate at the in 16 provided conventional plasma treatment plant is provided.

Die vorliegende Ausführungsform ist dieselbe wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme des o.g. Punkts.The present embodiment is the same as the first embodiment with the exception of the o.g. Point.

Die Plasmabehandlungsanlage gemäß dem vorliegenden Beispiel ist besser beim Leistungswirkungsgrad, der Filmbildungsgeschwindigkeit und der dielektrischen Festigkeit als die in 16 gezeigte herkömmliche Plasmabehandlungsanlage.The plasma processing apparatus according to the present example is better in power efficiency, film forming speed, and dielectric strength than those in FIG 16 shown conventional plasma treatment plant.

Bei der hierin zuvor beschriebenen Erfindung ist es möglich, den Leistungswirkungsgrad durch Reduzieren der Impedanz auf ein höheres Niveau im Vergleich zu der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage zu verbessern.at of the invention described hereinbefore it is possible to use the Power efficiency by reducing the impedance to a higher level compared to the conventional one Improve plasma treatment plant.

Das gewünschte Leistungswirkungsgradniveau wird jedoch noch nicht erreicht.The desired However, the efficiency level is not reached yet.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den Grund studiert und kamen auf die Idee, dass der Grund mit der Impedanz der Hochfrequenzleistungsquelle 1 und der Impedanz der Abgleichschaltung zusammenhängt.The inventors of the present invention studied the reason and came up with the idea that the reason is the impedance of the high frequency power source 1 and the impedance of the matching circuit is related.

Im Detail war die Größe der Basisplatte kleiner als 80 cm, die Plasmadichte war nicht hoch, und die verwendete Frequenz war 13,56 MHz bei der herkömmlichen Plasmabehandlungsanlage, und als Ergebnis haben die Impedanz der Hochfrequenzleistungsquelle und die Impedanz der Abgleichschaltung den Leistungswirkungsgrad nicht beeinflusst. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung kamen jedoch auf die Idee, dass die Impedanz der Hochfrequenzleistungsquelle und die Impedanz der Abgleichschaltung in dem Fall, dass die Hochplasmadichte verwendet wird, die Basisplatte großer Größe verwendet wird und die Frequenz höher als 13,56 MHz verwendet wird, nicht vernachlässigt werden kann. Der Widerstandswert der herkömmlichen Hochfrequenzleistungsquelle ist 50 Ω.in the Detail was the size of the base plate less than 80 cm, the plasma density was not high, and the used Frequency was 13.56 MHz in the conventional plasma treatment plant, and as a result, the impedance of the high frequency power source and the impedance of the balancing circuit the power efficiency unaffected. The inventors of the present invention came However, on the idea that the impedance of the high-frequency power source and the impedance of the matching circuit in the case where the high-density plasma is used, the base plate of large size is used and the frequency higher than 13.56 MHz is used, can not be neglected. The resistance value the conventional one High frequency power source is 50 Ω.

Ein Test wurde basierend auf einer solchen Idee durchgeführt, und als Ergebnis wurde herausgefunden, dass der Leistungswirkungsgrad verbessert war, wenn der Widerstandswert der Hochfrequenzleistungsquelle geringer als 50 Ω war und der Widerstandswert der Abgleichschaltung geringer als 50 Ω war für den Fall, dass die Frequenz höher als 13,56 MHz verwendet wurde. Insbesondere kann 10 Ω oder weniger stärker bevorzugt sein.One Test was conducted based on such an idea, and As a result, it was found that the power efficiency was improved when the resistance of the high-frequency power source less than 50 Ω and the resistance of the balancing circuit was less than 50 Ω in the case that the frequency is higher was used as 13.56 MHz. In particular, 10 Ω or less stronger be preferred.

Die Befestigungsvorrichtung (Prüfgerät) wird für das Impedanzmessgerät und das Impedanzmessverfahren einer zum Herstellen von Halbleitern, LCD und MR-Köpfen verwendeten Plasmaanlage verwendet.The Fastening device (tester) is for the impedance meter and the Impedance measurement method for semiconductor manufacturing, LCD and MR heads used plasma system used.

Eine herkömmliche Befestigungsvorrichtung wird hierin im Anschluss beschrieben.A conventional Fastening device will be described hereinafter.

Eine Plasmaanlage zum Erzeugen eines Plasmas mittels einer Glühentladung unter Verwendung einer Hochfrequenzleistungsquelle wurde bei einem Filmbildungsprozess und einem Ätzprozess verwendet. Bei einem solchen Prozess führt eine Impedanz, die bei der Anlage parasitär ist, zu einem reduzierten effektiven Leistungsverhältnis, welches das Verhältnis der effektiv in dem Plasmaraum verwendeten Leistung zu der zugeführten Leistung angibt, und das reduzierte Leistungsverhältnis beeinflusst die Filmbildungsgeschwindigkeit und die dielektrische Festigkeit des Films nachteilig und verursacht reduzierte Produktivität und verschlechterte Filmqualität. Um diese Nachteile zu verbessern, ist es notwendig, die Impedanz, die in der Anlage parasitär ist, quantitativ zu messen.A Plasma system for generating a plasma by means of a glow discharge using a high frequency power source was at a Film forming process and an etching process used. In such a process leads an impedance, which is parasitic in the system, at a reduced effective performance ratio, which the ratio the power effectively used in the plasma chamber to the power supplied indicates and the reduced power ratio affects the film forming speed and the dielectric strength of the film is disadvantageous and causes reduced productivity and deteriorated film quality. To improve these disadvantages, it is necessary to increase the impedance, those in the plant are parasitic is to measure quantitatively.

Um die Impedanz, die in der Anlage parasitär ist, zu messen, wurde ein Impedanzmessgerät mit einer koaxialen Sonde oder ein Netzwerkmessgerät verwendet. Die messbare Größe eines zu messenden Objekts oder die messbare Länge zwischen zwei Punkten ist jedoch wegen des Aufbaus der Sonde limitiert.Around became the impedance that is parasitic in the system to measure, was one impedance Analyzer used with a coaxial probe or network meter. The measurable size of a object to be measured or the measurable length between two points but limited because of the construction of the probe.

Um dieses Problem zu lösen, war früher ein Verfahren, bei dem eine Verbindungsleitung mit einer Länge, die der Größe eines zu messenden Objekts oder der Länge zwischen zwei an der Erdungsseite der Sonde angebrachten Punkten entspricht, als eine Befestigungsvorrichtung verwendet wird, und die verbleibende Impedanz korrigiert wird, als das einfachste Verfahren bekannt.Around to solve this problem, was earlier a method in which a connecting line having a length, the the size of one object to be measured or the length between two points attached to the grounding side of the probe corresponds, is used as a fastening device, and the remaining impedance is corrected as the simplest method known.

Die o.g. herkömmliche Befestigungsvorrichtung ist jedoch bei einem Problem, wie hierin im Anschluss beschrieben, beteiligt.

  • (1) Da ein Strom asymmetrisch durch ein zu messendes Objekt fließt, wird die Impedanz des zu messenden Objekts nur teilweise gemessen, und es wird nicht die korrekte Impedanz gemessen.
  • (2) Da der Strom durch die Impedanz einer als eine Befestigungsvorrichtung angebrachten Erdungsleitung beschränkt ist, wird die niedrige Impedanz nicht korrekt gemessen.
However, the above-mentioned conventional fastening device is involved in a problem as described hereinafter.
  • (1) Since a current flows asymmetrically through an object to be measured, the impedance of the object to be measured is only partially measured, and the correct impedance is not measured.
  • (2) Since the current is limited by the impedance of a grounding line attached as a fixing device, the low impedance is not measured correctly.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Leistungswirkungsgrad verbessert, die Filmbildungsgeschwindigkeit ist schneller, und bessere Filmqualität wird realisiert. Ferner ist die Impedanz der Aufnahme reduziert, und die Frequenzabhängigkeit ist reduziert.According to the present Invention, the power efficiency is improved, the film-forming speed is faster, and better film quality is realized. Further is reduces the impedance of the recording, and the frequency dependence is reduced.

Claims (7)

Plasmabehandlungsanlage, aufweisend eine Hochfrequenzleistungsquelle (1), eine Plasmaanregungselektrode (4), eine Aufnahmeelektrode (8), eine Aufnahmeabschirmung (12) und eine eine Kammerwand (10) aufweisende Kammer (60), dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwand und die Aufnahmeabschirmung auf demselben Gleichspannungspotential wie die Kammer sind und wechselspannungsmäßig kurzgeschlossen sind.Plasma treatment plant, comprising a high-frequency power source ( 1 ), a plasma excitation electrode ( 4 ), a receiving electrode ( 8th ), a receiving shield ( 12 ) and a chamber wall ( 10 ) having chamber ( 60 ), characterized in that the chamber wall and the receiving shield are at the same DC potential as the chamber and are AC-shorted. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 1, wobei die Kammerwand und die Aufnahmeelektrode auf demselben Gleichspannungspotential sind wie die Kammer und wechselspannungsmäßig kurzgeschlossen sind.Plasma treatment plant according to claim 1, wherein the Chamber wall and the receiving electrode at the same DC potential are like the chamber and are short-circuited by AC. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 1, wobei die Kammerwand und die Aufnahmeelektrode innerhalb eines Abstands kürzer als 500 mm von der Kammerseitenwand in der horizontalen Richtung kurzgeschlossen sind.Plasma treatment plant according to claim 1, wherein the Chamber wall and the receiving electrode within a distance shorter than Shorted 500 mm from the chamber side wall in the horizontal direction are. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusspunkt (B1, B2) an der Kammerseite sich innerhalb eines Abstands kürzer als 500 mm von der Kammerseitenwand in der horizontalen Richtung befindet.Plasma treatment plant according to claim 1, wherein the Short-circuit point (B1, B2) on the chamber side within a Distance shorter as 500 mm from the chamber side wall in the horizontal direction located. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 1, wobei die Kammerwand und die Aufnahmeelektrode an einer Mehrzahl von Punkten kurzgeschlossen sind.Plasma treatment plant according to claim 1, wherein the Chamber wall and the receiving electrode at a plurality of points are shorted. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 5, wobei die Kurzschlusspunkte etwa an Punkten symmetrisch in Bezug auf das Zentrum der Elektrode angeordnet sind.Plasma treatment plant according to claim 5, wherein the Shorting points approximately at points symmetric with respect to the center the electrode are arranged. Plasmabehandlungsanlage nach Anspruch 5, wobei die Kurzschlusspunkte etwa an Punkten symmetrisch in Bezug auf das Zentrum der Abschirmung angeordnet sind.Plasma treatment plant according to claim 5, wherein the Shorting points approximately at points symmetric with respect to the center the shield are arranged.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6364958B1 (en) * 2000-05-24 2002-04-02 Applied Materials, Inc. Plasma assisted semiconductor substrate processing chamber having a plurality of ground path bridges
JP2004288984A (en) * 2003-03-24 2004-10-14 Sharp Corp Film forming system and film forming method
US7083702B2 (en) * 2003-06-12 2006-08-01 Applied Materials, Inc. RF current return path for a large area substrate plasma reactor
US7107125B2 (en) * 2003-10-29 2006-09-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the position of a semiconductor processing robot
KR100710923B1 (en) * 2004-06-02 2007-04-23 동경 엘렉트론 주식회사 Plasma processing apparatus and impedance adjustment method
JP4185483B2 (en) * 2004-10-22 2008-11-26 シャープ株式会社 Plasma processing equipment
JP4584722B2 (en) * 2005-01-13 2010-11-24 シャープ株式会社 Plasma processing apparatus and semiconductor device manufactured by the same
JP2006196681A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Sharp Corp Plasma processing device and semiconductor element manufactured by the same
KR101197020B1 (en) * 2006-06-09 2012-11-06 주성엔지니어링(주) Substrate processing apparatus for uniform plasma discharge and method of adjusting strength of plasma discharge
US8004293B2 (en) * 2006-11-20 2011-08-23 Applied Materials, Inc. Plasma processing chamber with ground member integrity indicator and method for using the same
US20100089319A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Applied Materials, Inc. Rf return path for large plasma processing chamber
TWI527930B (en) * 2009-02-04 2016-04-01 應用材料股份有限公司 Ground return for plasma processes
JP5782226B2 (en) * 2010-03-24 2015-09-24 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment
US10224182B2 (en) * 2011-10-17 2019-03-05 Novellus Systems, Inc. Mechanical suppression of parasitic plasma in substrate processing chamber
US9846130B2 (en) 2014-02-24 2017-12-19 Applied Materials, Inc. Ceramic ring test device
CN111326387B (en) 2018-12-17 2023-04-21 中微半导体设备(上海)股份有限公司 Capacitively coupled plasma etching equipment
CN111326389B (en) * 2018-12-17 2023-06-16 中微半导体设备(上海)股份有限公司 Capacitively coupled plasma etching equipment

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4129839A (en) * 1977-03-09 1978-12-12 Raytheon Company Radio frequency energy combiner or divider
DE4200636A1 (en) * 1992-01-13 1993-07-15 Fraunhofer Ges Forschung Arrangement for measuring plasma parameters in high frequency discharges - contains Langmuir plasma probe and high frequency filter for modulation suppression
US5760573A (en) * 1993-11-18 1998-06-02 Texas Instruments Incorporated Plasma density monitor and method
US5467013A (en) 1993-12-07 1995-11-14 Sematech, Inc. Radio frequency monitor for semiconductor process control
AU2003195A (en) * 1994-06-21 1996-01-04 Boc Group, Inc., The Improved power distribution for multiple electrode plasma systems using quarter wavelength transmission lines
US5688358A (en) * 1995-03-08 1997-11-18 Applied Materials, Inc. R.F. plasma reactor with larger-than-wafer pedestal conductor
US5817534A (en) * 1995-12-04 1998-10-06 Applied Materials, Inc. RF plasma reactor with cleaning electrode for cleaning during processing of semiconductor wafers
US5942039A (en) * 1997-05-01 1999-08-24 Applied Materials, Inc. Self-cleaning focus ring
US6051100A (en) * 1997-10-24 2000-04-18 International Business Machines Corporation High conductance plasma containment structure

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